موتور سوئیچ رلوکتانس شبیه سازی و ساخته شد، کاربرد در آسانسورها
به گزارش شیوا مارکت، به گزارش خبرنگاران به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، متین وطنی محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح طراحی، شبیه سازی و ساخت موتور سوئیچ رلوکتانس خطی بهبود یافته گفت: در حوزه های صنایع از قبیل حمل و نقل ریلی و ساختمان سازی بسیاری از جابه جایی ها با حرکت خطی انجام می شود.
وی اضافه کرد: به طور مرسوم حرکت خطی توسط یک تسمه که به وسیله یک قرقره به موتور الکتریکی دوار کوپل شده است، ایجاد می شود. به طور مثال سیستمی که امروزه برای آسانسورها بسیار رایج هستند به این صورت کار می کنند اما استفاده از یک موتور الکتریکی دوار و تجهیزات مکانیکی از قبیل تسمه و قرقره برای تولید حرکت خطی کمبودهایی دارد.
وی با اشاره به این مسائل در موتورهای الکتریکی گفت: دقیق نبودن موقعیت جسم جابه جا شونده، دارای لرزش بودن، بازده پایین داشتن، عدم امنیت قطعی در مواقع بحرانی، گران بودن برای سیستم های با طول زیاد ازجمله این مسائل به شمار می فرایند.
وی با تاکید بر اینکه این کمبودها با افزایش طول مورد نیاز برای جابه جایی به شدت آزار دهنده تر و برجسته تر می شوند، گفت: بنابراین پیدا و ارائه کردن راهکاری برای کمبودهای اشاره شده مورد توجه قرار گرفت.
وی اضافه کرد: به عبارت دیگر معرفی یک سیستم محرکه با طول زیاد برای حرکت های خطی مورد نیاز در صنعت، حمل و نقل و ساختمان سازی که کمبودهای مورد اشاره را برطرف کرده باشد، مورد هدف قرار گرفت.
وطنی اضافه کرد: یک راهکار استفاده سیستم های محرکه خطی به جای سیستم های مرسوم دوار است، اما سیستم های محرکه خطی در طول زیاد قیمت ساخت بالا و چگالی نیروی پایین دارند.
وی ادامه داد: بنابراین هدف قطعی ما در این پروژه ارائه راهکاری برای کاهش هزینه ساخت و افزایش چگالی نیرو در سیستم های محرکه خطی برای کاربردهای با طول زیاد مشخص شد.
وی با اشاره به اهمیت این پروژه گفت: هدف های اصلی ما در انجام پروژه در دو گزینه یافتن راهکار یا روش جدید و ارتقای مرزهای دانش در این حوزه قابل بررسی است. در این پروژه سعی کردیم با ارائه راهکارهای جدید استفاده از موتورهای الکتریکی خطی را در طول زیاد اقتصادی کنیم.
وی اضافه کرد: در این مورد با کاهش چشمگیر مواد مصرفی در ساخت یعنی آهن و مس، هزینه ساخت را به صورت چشمگیری کم کردیم. علاوه بر این، نوآوری های ارائه شده بهبودی چشمگیری در چگالی نیرو حاصل کرد. هم چنین، با توجه اینکه راهکار های پیشنهادی برای اولین بار معرفی شده اند، این پروژه در زمینه گسترش علم هم پیروز عمل کرده است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به فرایند این پروژه گفت: انجام کار پنج مرحله پایه داشت که به ترتیب عبارتند از: مطالعه و پژوهش، ارائه راهکار، طراحی، شبیه سازی و ساخت.
وی ادامه داد: مرحله اول با مطالعه سیستم های محرکه پیشنهاد شده برای کاربرد مشابه با کاربرد مد نظر پروژه ما و بررسی معایب و مزایای هرکدام شروع شد. این مرحله پایه و اساس قدم های بعدی در انجام پروژه بود.
وطنی با بیان اینکه در گام دوم، با توجه با مطالعات انجام گرفته و نوآوری های پیشنهادی خودمان، یک موتور الکتریکی خطی با ساختار جدید پیشنهاد کردیم که علاوه بر پوشاندن معایب سیستم های مرسوم، مزایایی نسبت به سیستم های مشابه جدید خود نیز دارد، گفت: در روش رایج طراحی موتورهای الکتریکی، این روش را با مدل بسیار دقیق اجزای محدود ترکیب و موتور الکتریکی با ساختار پیشنهادی خود را طراحی کردیم.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در گام بعدی وارد فاز شبیه سازی کامپیوتری شدیم. در این مرحله آخرین بررسی های مورد نیاز قبل از ساخت نمونه آزمایشگاهی از قبیل بررسی های الکترومغناطیسی و مقایسه با موتورهای الکتریکی موجود انجام شد. هم چنین طراحی قسمت های مکانیکی در این مرحله صورت پذیرفت.
وی اضافه کرد: در گام پایانی بر پایه نقشه های رسم شده، نمونه آزمایشگاهی موتور الکتریکی با حرکت خطی پیشنهادی ساخته شد و نتایج تجربی استخراج شد.
وطنی با اشاره به اینکه نتایج این طرح در چه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد، گفت: این طرح در صنایع چاپ، حمل و نقل و ساختمان سازی به صورت روشنی کاربرد دارد. همچنین در هر کجا که نیاز به حرکت خطی باشد سیستم پیشنهادی ما قابل پیاده سازی است.
وی گفت: در صنعت چاپ شامل پرینترها و پلاترهای با عرض بالا و هم چنین پرینترهای سه بعدی به عنوان محرک کارتریج قابل استفاده است. در صنعت حمل و نقل و به طور مشخص در قطارهای مغناطیسی استفاده از موتور پیشنهادی بسیار مقرون به صرفه و مفید است. هم چنین در صنعت ساخت و ساز و در بخش آسانسورها به عنوان محرک کابین آسانسور قابلیت استفاده دارد.
وطنی با اشاره به نتایج پروژه گفت: در ادامه برای دریافت عملی بهره وری بیشینه از موتور الکتریکی ساخته شده، باید با استفاده از روش های موجود در کنترل حرکت موتورهای الکتریکی، یک روش بهینه به منظور کاهش حداکثری نوسانات نیرو در عین افزایش حداکثری نیرو تولیدی و بازده ارائه شود. در گام های بعدی می توان به صنعتی کردن این پروژه وارد شد.
وی با اشاره به ویژگی های طرح گفت: قیمت پایین تر در مقایسه با طرح های معرفی شده تا کنون، بازده بالاتر در مقایسه با دیگر موتورهای سوئیچ رلوکتانس خطی، چگالی نیرو بیشتر در مقایسه با دیگر موتورهای سوئیچ رلوکتانس خطی، وزن کمتر بخش متحرک در مقایسه با دیگر موتورهای سوئیچ رلوکتانس خطی از ویژگی های این طرح به شمار می رود.
وی اضافه کرد: با توجه به اینکه در داخل کشور برای تأمین نیاز حرکت خطی از روش سنتی یعنی موتور دوار و تجهیزات مکانیکی استفاده می شود، نمونه داخلی صنعتی مشابه با کار ما وجود ندارد و اگر موردی بوده باشد صرفاً آزمایشگاهی و مطالعاتی است. نمونه های خارجی وجود دارند که اکثراً برای کاربردی که مورد استفاده قرار می گیرند طراحی و پیاده سازی شده اند. به طور مثال شرکت Thyssen Krupp در آسانسورهای نسل جدید از موتور الکتریکی خطی به منظور جابه جایی کابین آسانسور استفاده کرده است.
وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: قیمت تمام شده پایین محصول، بازده بالاتر، چگالی توان بیشتر و… از مزیت های این طرح به شمار می رود.
گفتنی است: استاد راهنمای این پروژه دکتر مجتبی میرسلیم عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.
منبع: خبرگزاری مهر